Matlab. Alexandra Mehlhase & Felix Böckelmann. 26. Juni Analysetechniken in der Softwaretechnik Technische Universität Berlin SS 2008
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- Bettina Vogel
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1 Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Analysetechniken in der Softwaretechnik Technische Universität Berlin SS Juni 2008
2 Inhaltsverzeichnis Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica 1 Was ist /Simulink 2 Modellierung mit 3 Modellierung mit /Simulink 4 Vergleich -Modelica 5
3 Daten Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Daten Fakten Was ist? Mathematische Berechnung (schneller als C, C++, Fortran) Visualisierung Programmierung Simulation von mathematischen Problemen. Speziell für Matrizen Für Linux, Unix, Windows, Macintosh verfügbar MATrix LABoratory der Firma The MathWorks, Inc Kommerzielles Produkt von bis X Euro
4 Fakten Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Daten Fakten sehr weite Verbreitung in Industrie und Hochschulen viele Toolboxen erhältlich: anwendungsorientierte Werkzeugkisten ein Bsp.: Parallel Computing Toolbox 3.3 parallele for-schleifen verteilte Arrays parallele numerische Algorithmen
5 Funktionen Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Funktionen Objektorientierung Beispiel: Biegebalken und Fachwerk Einfaches implementieren von Funktionen programmieren (keine Deklarationen notwendig) Debugging Visualisiern von Mess- oder Simulationsdaten Erstellen von GUI's Viele Mathematische Funktionen sind integriert (Matrizen) Einbinden von Java, Modelica möglich (als S-Functions)
6 Objektorientierung Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Funktionen Objektorientierung Beispiel: Biegebalken und Fachwerk Auf Skriptebene möglich Konstruktoren und Funktionen können erstellt werden Aggregationen möglich Vererbung und Mehrfachvererbung möglich Ab 2008 ist Objektorientierung erweitert worden
7 Beispiel Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Funktionen Objektorientierung Beispiel: Biegebalken und Fachwerk Gleichung für einen Biegebalken (transversal) (EIw ) + ρaẅ = q (1) inhomogene DGL Randwertproblem nicht analytisch lösbar FEM Groÿe Matrizen Objektorientiert programmiert
8 Aufbau Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Simulink: Aufbau m-file Echtzeitfähigkeit Beispiel:Zylindermodell Aufbau aus Blöcken Aus groÿer Bibliothek wählbar Strukturieren durch Subsysteme (bilden von 'Objekten') In- und Outputs müssen genau deniert sein (umstellen von Gleichungen) Solver wählbar Schrittweite wählbar (auch variable step möglich) Ausgaben müssen vor Simulation festgelegt werden.
9 Simulink: Aufbau Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Simulink: Aufbau m-file Echtzeitfähigkeit Beispiel:Zylindermodell Simulationen können per Skript gestartet werden Parameter können per Skript geändert werden Daten können in.mat File zur späteren Auswertung gespeichert werden Daten können direkt ausgegeben werden (Scope) Während der Simulation können Konstanten oder die Laufzeit geändert werden Modelle können im Debug Modus gestartet werden (Einfaches Fehlernden)
10 Simulink: m-files Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Simulink: Aufbau m-file Echtzeitfähigkeit Beispiel:Zylindermodell Können integriert werden Können denierte In- und Outputs haben. Gut strukturierbar Langsamer als nur Simulink (nicht echtzeitfähig) Solver wird übernommen
11 Echtzeitfähigkeit Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Simulink: Aufbau m-file Echtzeitfähigkeit Beispiel:Zylindermodell Simulink ist echtzeitfähig xpc Target es wird Fortran Code erzeugt Real-Time Windows Target Toolbox (Erzeugt C-Code und compiliert diesen) Durch S-Funktionen wird Laufzeit verringert (können automatisch generiert werden) Mex-Files (C- oder Fortran-Programme) Laufzeit wird verkürzt
12 Zylindermodell Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Simulink: Aufbau m-file Echtzeitfähigkeit Beispiel:Zylindermodell Gleichung für Zylindertemperatur Ṫ = 1 ( ) Q B QW p VZyl + H ein H aus uṁ m δu dλ v mc v δλ v dt Dierenzialgleichung muss gelöst werden Gleichungen für Parameter müssen integriert werden Diese sind teilweise auch von der Temperatur abhängig
13 Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica vs Modelica Kategorie /Simulink Modelica Gleichungen Umstellen notwendig Kein Umstellen OO Skriptebene Einfach Geschw. Real-Time-Workshop C-Code Output explizit angeben alle Daten Auswertung Sehr gute Plotoptionen Immer neu skaliert Variablen,Laufzeit Änderungen in Simulation Nur vor Simulation Debugging möglich nicht möglich Modelica in /Simulik einfügen
14 Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica & Literatur Vergleich von Modelica R und R anhand der Modellbildung eines Dieselmotors
15 Fragen? Was ist /Simulink Modellierung mit Modellierung mit /Simulink Vergleich -Modelica Vielen Dank für die Aufmerksamkeit. Noch Fragen?
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